復材異形管件成型方法及其成型芯軸的製作方法
2023-11-02 05:06:42
專利名稱：復材異形管件成型方法及其成型芯軸的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種利用高分子複合材料成型管件的方法，特別是 指一種復材異形管件成型方法及其成型芯軸。
背景技術：
傳統的自行車，整個車架均由金屬管件製成，而這種金屬焊接結 構的自行車，車身重、抗疲勞性差。於是業者為減輕車身的重量，增
加其抗疲勞性，整個車架採用質量輕、強度高的高分子複合碳纖維材 料製成。
目前常見的高分子複合材料車架的成型方式，是採用將車架的各 個直管件分別單獨預成型，其次再在異形處進行拼接，對拼接處進行 補紗、補強後再進行熱固定型為整個車架。之所以採用這樣的拼接方 式，是因為車架管件的異形處受限於高分子複合材料的特性，無支撐 作用使得軟質的復材無法預先巻製成異形的形狀，令成型較為困難， 所以必須採用直管件拼^接的方式實現。
但是各個直管件在異形處進行拼接時，必須要切出配合缺口才可 進行搭接，由於已預成型的管件受材料特性，其強度硬度都較高，因
而在切出配合缺口時較為費力、製程工序繁瑣；另夕卜，拼接處補紗必 須達到一定的厚度才可滿足此異形處的連接強度，這樣會造成整個車 架的重量增加，且外觀整體感不強。
發明內容
本發明的目的是提供一種復材異形管件成型方法及其成型芯軸， 其可令復材管件的異形處方便獨立成型。
為實現上述目的，本發明的解決方案是 一種復材異形管件成型 方法，其中在管件的各異形處配合異形形狀設置有由軟化溫度低而熔
點高的材料製成的支撐芯軸；高分子複合碳纖維是包覆於此支撐芯軸 外部達至管壁要求厚度後置於定型才莫具中；再在支撐芯軸內置入風管 進行加熱加壓成型；冷卻後將熔化變形的支撐芯軸^^管件中取出即完
成異形管的成型。
所述芯軸的軟化溫度低於65攝氏度，而熔化溫度高於200攝氏度。
所述芯軸為聚乙烯材料。 所述芯軸是採中空吹塑製成。
一種復材異形管件的製作芯軸，其中該芯軸是由軟化溫度低而 熔點高的材料配合異形管形狀成型的支撐管，該支撐管內腔供加熱風 管穿過。
所述的支撐管材料的軟化溫度是低於低於65攝氏度，而熔化溫 度高於200攝氏度。
所述的支撐管是由聚乙烯材料製成。 所述的支撐管為高密度聚乙烯材料製成。
採用上述方案後，由於本發明是採用軟化溫度低而熔點高的材料 成型出異形管形狀的支撐芯軸，該支撐芯軸可便於軟性的高分子複合 碳纖維以其形狀進行包紗預型，且利用其支撐的作用可保證高分子復 合碳纖維巻紗時的纖維順向度，同時該支撐芯軸內供加熱風管穿過， 異形管在成型時，向風管中加壓及加入熱風，風管頂壓支撐芯軸的同 時頂壓加溫高分子複合碳纖維，高分子複合材料在熔融成型的過程 中，軟化溫度低而熔點高的支撐芯軸亦會熔融變形，其在風管加溫加 壓的情況下會對異形管內壁具有一壓迫的過程，此過程可令複合碳纖
維更加緊實；待成型的異形管冷卻後，支撐芯軸會變形破損，再利用 工具從異形管中將支撐芯軸碎片取出即可。如此一次性的支撐芯軸可
令異形管的成型更加方便。
圖1A是本發明的支撐芯軸1示意圖； 圖1B是本發明的支撐芯軸2示意圖； 圖2A是本發明異型管件1的成型示意圖1; 圖2B是本發明異型管件2的成型示意圖1; 圖3A是本發明異型管件1的成型示意圖2; 圖3B是本發明異型管件2的成型示意圖2; 圖4A是本發明異型管件1的成型示意圖3; 圖4B是本發明異型管件2的成型示意圖3; 圖5是本發明組合成車架的示意圖。
具體實施例方式
本發明以自行車架的異形管件進行說明，如圖l至圖4所示，該 異形管件的成型過程
如圖1A、 1B所示，首先配合自行車架的異形管處的形狀成型有 支撐芯軸1，該支撐芯軸1是由軟化溫度低而熔點高的材料的PE(聚 乙烯)材料或HDPE (高密度聚乙烯)材料採中空吹塑成型為管狀體
的支撐管，該支撐管材料的軟化溫度是低於低於65攝氏度，而熔化 溫度高於200攝氏度，該支撐芯軸1內腔為開放式腔體11,以便於 風管可以從腔體11內穿過；
如圖2A、 2B所示，其次將軟質的高分子複合碳纖維紗片以此支 撐芯軸1的形狀為支撐體進行包紗，因其支撐的作用可方便高分子復 合碳纖維紗片包紗時纖維的順向度以此保證管件的強度；
如圖3A、 3B所示，將支撐芯軸1上包覆的紗片達至管件的壁厚 要求時，再置於異形管件的成型模具2中，之後將風管穿過支撐芯軸 1的內腔11進行加熱風加壓，在風管進行加溫加壓的過程中令支撐 芯軸1對異形管件的內壁具有一壓迫的作用，可令高分子複合材料的 結合更加緊實，受高溫的作用，復材在熔融成型的過程中，軟化溫度 低而熔點高的的支撐芯軸1亦會熔融變形；
如圖4A、 4B所示，待成型後的異形管件3、 4冷卻後，支撐芯 軸l會變形破損，再利用工具從異形管件3、 4中將支撐芯軸1碎片 取出便形成自行車架的異形管件部分。
配合圖5所示，該異形管件3、 4成型後，再與自行車的其它直 管5進行補紗連接更易操作，二次加熱固化連接即形成一 自行車架。
透過上述支撐芯軸1對異形管件3、 4的成型，可以解決現有自 行車架異形部份難以實現獨立成型的難題，利用此一次性具支撐作用 的支撐芯軸1可令異形管件3、 4的成型更加方便，利用異形管件3、 4的直管部份與自行車架其它的直管拼接時製程更加簡單易行，並可 保證管件的強度及外觀的整體性。
權利要求
1、一種復材異形管件成型方法，其中在管件的各異形處配合異形形狀設置有由軟化溫度低而熔點高的材料製成的支撐芯軸；高分子複合碳纖維是包覆於此支撐芯軸外部達至管壁要求厚度後置於定型模具中；再在支撐芯軸內置入風管進行加熱加壓成型；冷卻後將熔化變形的支撐芯軸從管件中取出即完成異形管的成型。
2、 如權利要求1所述的復材異形管件成型方法，其特徵在於 芯軸的軟化溫度低於65攝氏度，而熔化溫度高於200攝氏度。
3、 如權利要求1或2所述的復材異形管件成型方法，其特徵在 於芯軸為聚乙烯材料。
4、 如權利要求1所述的的復材異形管件成型方法，其特徵在於 芯軸是採中空吹塑製成。
5、 一種復材異形管件成型芯軸，其特徵在於該芯軸是由軟化 溫度低而熔點高的材料配合異形管形狀成型的支撐管，該支撐管內腔 供加熱風管穿過。
6、 如權利要求5所述的復材異形管件成型芯軸，其特徵在於 支撐管材料的軟化溫度是低於低於65攝氏度，而熔化溫度高於200 攝氏度。
7、 如權利要求5或6所述的復材異形管件成型芯軸，其特徵在 於支撐管是由聚乙烯材料製成。
8、 如權利要求5或6所述的復材異形管件成型芯軸，其特徵在 於支撐管為高密度聚乙烯材料製成。
全文摘要
一種復材異形管件成型方法及其成型芯軸，其中在管件的各異形處配合異形形狀設置有由軟化溫度低而熔點高的材料製成的支撐芯軸；高分子複合碳纖維是包覆於此支撐芯軸外部達至管壁要求厚度後置於定型模具中；再在支撐芯軸內置入風管進行加熱加壓成型；冷卻後將熔化變形的支撐芯軸從管件中取出即完成異形管的成型。該支撐芯軸可便於軟性的高分子複合碳纖維以其形狀進行包紗預型，且利用其支撐的作用可保證高分子複合碳纖維卷紗時的纖維順向度，向風管中加熱風加壓使高分子複合材料在熔融成型的過程中，軟化溫度低而熔點高的支撐芯軸亦會熔融變形，待成型的異形管件冷卻後，支撐芯軸會變形破損，再利用工具從異形管中將支撐芯軸碎片取出即可。該一次性支撐芯軸令異形管件成型更加方便。
文檔編號B29K307/04GK101342787SQ20081007159
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月12日 優先權日2008年8月12日
發明者林清福 申請人:林清福